科技日報記者 張佳欣
據(jù)歐洲核子研究中心（CERN）官網(wǎng)3日消息，該中心緊湊繆子線圈（CMS）團隊在大型強子對撞機（LHC）產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中觀測到一個出乎意料的特征，這可能預(yù)示著一種前所未見的粒子，即拓撲偶素的存在。
拓撲偶素是物理學家長期以來預(yù)測但從未真正觀測到的一種夸克偶素，即由夸克與其對應(yīng)反夸克組成的不穩(wěn)定束縛態(tài)。在已知的夸克偶素中，包括粲偶素和底偶素已分別于1974年和1977年被發(fā)現(xiàn)，底偶素也是迄今被認為是最小的復(fù)合粒子。但拓撲偶素若被證實存在，尺寸將更小，可能成為目前已知最小的強子。
在LHC中，質(zhì)子間的高能碰撞常常會產(chǎn)生頂夸克—反頂夸克對，研究其產(chǎn)生的概率（即截面）不僅是驗證粒子物理標準模型的關(guān)鍵，也為尋找新粒子打開了通道。許多標準模型的拓展理論預(yù)測了額外的希格斯玻色子，它們可能與頂夸克存在強烈相互作用，并優(yōu)先衰變?yōu)閠t-bar。
此次CMS團隊分析了大量tt-bar數(shù)據(jù)，他們在最低tt-bar產(chǎn)生能區(qū)（tt-bar剛剛可以生成的能量閾值）處發(fā)現(xiàn)了異常的“過剩”。這種現(xiàn)象通常被視為存在額外希格斯玻色子的線索，但此次的“過剩”出現(xiàn)得過于精準，促使團隊轉(zhuǎn)而考慮一個假設(shè)：頂夸克與反頂夸克在極短時間內(nèi)結(jié)合形成拓撲偶素。
這一假說曾被廣泛質(zhì)疑，但團隊指出，若確有觀測到tt-bar對在最低能量閾值附近的“過剩”，這可能是拓撲偶素瞬間形成并迅速解體所留下的信號。
值得注意的是，拓撲偶素若被證實，將在所有夸克偶素中具有獨特地位。目前，CMS與“姊妹實驗”——超環(huán)面儀器合作組正在聯(lián)合分析這一異常信號，以確認是否為新粒子存在的真正證據(jù)。
